Физико-химический анализ

Физико-химический анализ – метод исследования физико-химических  систем, посредством которого устанавливают характер взаимодействия компонентов системы на основе изучения соотношений между её физическими свойствами и составом. В физико-химическом анализе измеряют различные физические свойства систем, чаще всего температуры фазовых переходов и другие тепловые свойства (теплопроводность, теплоёмкость, тепловое расширение), электрические (электрическая проводимость, диэлектрическая проницаемость), оптические (показатель преломления, вращение плоскости поляризации света), плотность, вязкость, твёрдость и др., а также зависимость скорости происходящих в системе превращений от её состава. Широко используют изучение исследуемых объектов посредством рентгеновского структурного анализа, микроскопической металлографии и др.

В основе физико-химического анализа лежат правило фаз и принципы непрерывности и соответствия, впервые введённые Н. С. Курнаковым.

Принцип непрерывности: при непрерывных изменениях параметров состояния свойства системы изменяются также непрерывно (при условии, что число её фаз остаётся постоянным); при изменении числа фаз некоторые свойства изменяются скачком (претерпевают разрыв непрерывности).

Принцип соответствия: на диаграмме состав – свойство каждой фазе или совокупности фаз системы соответствует определённый геометрический образ (точка, линия, поверхность, объём). Началу кристаллизации фазы соответствуют кривые ликвидуса, над которыми расположена область существования одной жидкой фазы (раствора или расплава); концу процесса кристаллизации соответствуют линии (или поверхности) солидуса, ниже которых существуют лишь твёрдые фазы.

Принцип совместимости был предложен Я.Г. Горощенко: любой набор компонентов, независимо от их числа и физико-химических свойств, может составить систему. Следовательно, диаграмма любой системы содержит все элементы частных систем (подсистем), из которых она составлена.

Одним из основных направлений теории физико-химического анализа является изучение   топологии химических диаграмм. Преимущество этого метода исследования заключается в том, что он не требует выделения продукта химического взаимодействия компонентов из реакционной смеси, вследствие чего позволяет исследовать химические превращения в растворах, сплавах (особенно металлических), стеклах и др. объектах, которые практически невозможно исследовать с применением классических методов.

Литература: Исследования по теоретической и прикладной неорганической химии, М., 1971.